氮化镓技术是什么原理

半导体材料（semiconductor material）是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ？cm～1GΩ？cm范围内）、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。

第三代半导体材料是指Ⅲ族氮化物（如氮化镓（GaN）、氮化铝（AlN）等）、碳化硅、氧化物半导体（如氧化锌（ZnO）、氧化镓（Ga2O3）、钙钛矿（CaTiO3）等）和金刚石等宽禁带半导体材料。与前两代半导体材料相比，第三代半导体材料禁带宽度大，具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优越性质，因此采用第三代半导体材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行，而且在高电压、高频率状态下更为可靠，此外还能以较少的电能消耗，获得更高的运行能力。

氮化镓是什么

氮化镓（GaN：Gallium Nitride）是氮和镓化合物，具体半导体特性，早期应用于发光二极管中，它与常用的硅属于同一元素周期族，硬度高熔点高稳定性强。氮化镓材料是研制微电子器件的重要半导体材料，具有宽带隙、高热导率等特点，应用在充电器可适配小型变压器和高功率器件，充电效率高。

什么是氮化镓技术原理？

氮化镓器件凭借着独特的器件特性，已经在快充领域发挥着越来越重的作用。但是传统的氮化镓器件的门极电压非常特殊，门极门槛电压极低，1V左右的门极电压就可以部分导通;门极耐压也只有6V左右。

上图为传统氮化镓器件应用电路图，为了配合传统的电源控制器，工程师需要在门极配置复杂的电平转换电路，使用起来非常不方便。

上图为芯导PDG7115氮化镓功率IC的应用电路图，相比传统氮化镓器件，PGD7115直驱型GaN功率IC无需配置复杂的电平转换电路，外围电路更为简洁，有效降低 BOM 成本，加速产品上市周期。

GaN性能特点：

1、高性能，主要包括高输出功率、高功率密度、高工作带宽、高效率、体积小、重量轻等。目前第一代和第二代半导体材料在输出功率方面已经达到了极限，而GaN半导体由于在热稳定性能方面的优势，很容易就实现高工作脉宽和高工作比，将天线单元级的发射功率提高10倍;

2、高可靠性，功率器件的寿命与其温度密切相关，温结越高，寿命越低。GaN材料具有高温结和高热传导率等特性，极大地提高了器件在不同温度下的适应性和可靠性。GaN器件可以用在650°C以上的军用装备中;

3、低成本，GaN半导体的应用，能够有效改善发射天线的设计，减少发射组件的数目和放大器的级数等，有效降低成本。目前GaN已经开始取代GaAs作为新型雷达和干扰机的T/R（收/发）模块电子器件材料。美军下一代的AMDR（固态有源相控阵雷达）便采用了GaN半导体。氮化镓禁带宽度大、击穿电压高、热导率大、电子饱和漂移速度高、抗辐射能力强和良好的化学稳定性等优越性质，使得它成为迄今理论上电光、光电转换效率最高的材料体系，并可以成为制备宽波谱、高功率、高效率的微电子、电力电子、光电子等器件的关键基础材料。

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